Deposito minerali nell'osso: cristalli idrossiapatite e reticolo osseo
La durezza dell'osso deriva dalla sua struttura nanocomposita: fibrille collagene mineralizzate con cristalli di idrossiapatite [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂].
Composizione cristalli
- Ioni primari: Calcio (Ca²⁺) e fosfato (PO₄³⁻).
- Sostituzioni: Magnesio, sodio, potassio, carbonato (CO₃²⁻), fluoro, stronzio, citrato – incorporati nel reticolo cristallino.
- Dimensione cristalli: Piatti, 20–50 nm spessi, 50–100 nm lunghi – troppo piccoli per microscopia ottica.
Organizzazione reticolo osseo
- Cristalli allineati con asse lungo fibrilla collagene (asse c parallelo).
- Zone gap tra molecole collagene servono come siti nucleazione.
- Questa disposizione gerarchica (molecolare → fibrillare → lamellare → osteonale) dà all'osso sua forza, tenacità, e capacità rimodellamento.
Ruoli fisiologici
- Riserva minerale: 99% Ca corporeo, 85% P; mobilizzato via riassorbimento osteoclasti per omeostasi calcio.
- Supporto meccanico: Minerale fornisce rigidità; collagene resistenza tensione.
- Tamponamento acido-base: Carbonato osseo rilasciato per tamponare acidosi metabolica.
Rilevanza clinica
- Osteoporosi: ↓ densità minerale + deterioramento microarchitetturale.
- Osteomalacia/rachitismo: mineralizzazione difettosa (carenza vitamina D/fosfato).
- Fluorosi: eccesso fluoro → osso fragile, ipermineralizzato.